KATRIN experiment mandated to weigh neutrinos has announced a more precise estimate of the upper limit of its massa - neutriner weigh at most 0.8 eV, i.e., the neutrinos are lighter than 0.8 eV (1 eV = 1.782 x 10-36 kg).
neutriner (bokstavligen, de små neutrala) är de vanligaste elementarpartiklarna i universum. They are almost omnipresent, in galax, in sun, in all the plats around us. Trillions of neutrinos pass through our bodies every second without interacting with any other particle.
De bildades först 10-4 sekunder efter den stora smällen för cirka 13.8 miljarder år sedan och spelade en viktig roll i utvecklingen av universum. De bildas kontinuerligt i enorma mängder i kärnfusionsreaktioner i stjärnorna inklusive i solen, i kärnreaktorerna på jorden och i radioaktiva sönderfall. De är också viktiga i supernovaprocessen i en stjärnas livscykel och ger tidiga signaler om supernovaexplosioner. På subatomär nivå, neutriner tillhandahålla ett verktyg för att studera strukturen hos nukleoner. neutriner kan också hjälpa till att förklara materia-antimateria-asymmetri.
Trots allt detta är mycket okänt om neutriner. We do not know how they interact with other particles. Similarly, since the discovery of neutrino oscillations, it is known that neutrinos have non-zero massa. We know that neutrinos have very small massa and are the lightest of all elementary particles but their exact mass still remains undetermined. For a better understanding of the universum, är det avgörande att massan av neutriner mäts exakt.
KArlsruhe TRItium Neutrino Experiment (KATRIN) vid Karlsruhe Institute of Technology (KIT), ett samarbetsföretag från sex länder är dedikerat till mätning av massa av neutrino med sub-eV precision.
2019 tillkännagav KATRIN-experimentet att neutriner väger högst 1.1 eV vilket var en tvåfaldig förbättring jämfört med tidigare övre gränsmätningar på 2 eV
1 eV eller elektronvolt är energi som erhålls av en elektron när den elektriska potentialen vid elektronen ökar med en volt och är lika med 1.602 × 10-19 joule. På subatomär nivå är det bekvämt att uttrycka massa i termer av energi efter mass-energisymmetri enligt E=mc2 ; 1 eV = 1.782 x 10-36 kg.
Den 14 februari 2022 tillkännagav KATRIN Collaboration mätning av massan av neutriner med en oöverträffad precision som avslöjar att neutriner är lättare än 0.8 eV vilket bryter 1 eV-barriären inom neutrinofysik.
Forskargruppen siktar på att fortsätta med de ytterligare mätningarna av neutrinomassan fram till slutet av 2024. Från 2025 kommer KATRIN-experimentet, med hjälp av det nya TRISTAN-detektorsystemet, att inleda ett sökande efter sterila neutriner. Med massor i KeV-intervallet skulle sterila neutrinos vara kandidater för den mystiska mörka materien.
***
Källor:
- Karlsruhe Tritium Neutrino Experiment (KATRIN). Tillgänglig på https://www.katrin.kit.edu/
- Karlsruhes tekniska högskola (KIT). Pressmeddelande 012/2022 – Neutrinos är lättare än 0.8 elektronvolt. Upplagd 14 februari 2022. Finns på https://www.kit.edu/kit/english/pi_2022_neutrinos-are-lighter-than-0-8-electron-volts.php
- KATRIN-samarbetet. Direkt neutrino-massamätning med subelektronvoltskänslighet. Nat. Phys. 18, 160–166 (2022). Publicerad: 14 februari 2022. DOI: https://doi.org/10.1038/s41567-021-01463-1
